岩土工程中的淤泥质软土地基处理浅析

岩土工程中的淤泥质软土地基处理浅析

摘要:

在对岩土过程进行设计和整体施工的过程中,利用专门的技术对淤泥质软土地基进行基本处理是最为重要的一个环节之一,它的效果如何会直接影响到全部岩土工程的最终成果。本文将会分析淤泥质软土的物理和力的性质,而后深度探讨岩土工程中淤泥质软土地基的一些处理方法,为以后岩土工程提供一个解决的建议和参考依据。

关键词:

岩土工程;淤泥质软土地基;处理解决措施

1引言

我国的国土面积辽阔,地下资源丰富,地质结构也有多种类型,在这其中,淤泥质软土就多分布在沿海或者沿河地区。淤泥质软土是一种不利于建筑工程的地质结构,如果不对其进行一定的处理,那么可能会出线地基失稳或者沉降量超限的问题,甚至会影响到工程的整体安全性及其建筑的使用寿命。因此地基处理技术历经悠长时间也是中保存了下来,很多现代的地基处理技术都是建立在传统地基处理技术的基础之上的。从20世纪80年代开始,一些在建筑过程中发现必须进行一定处理的不稳定地基越来越多,因此地基处理技术也不断提升。而淤泥质软土地基之所以需要进行处理,就是为了加固软土的硬度以确保地基稳定,降低软土地基的实际压缩性,使淤泥质软土的不均匀沉降有了基本的可控性,最终实现建筑工程的实用性和安全性。

2软土地基的概念及特性

一般来说,软土地基是指含水量较高的土壤,承载能力较差,十分不利于施工单位进行施工,会给整个施工工程带来很大的麻烦。在市政工程进行施工的过程中,如果出现软土地基就成为施工过程中最大的问题,而这些情况一般分为以下几个方面:①承载能力弱。我们都知道,软土地基含水量较高,因此它的承载能力较弱。如果当外界施予的压力较大的时候,可能会出现地基完全损坏的情况;②下沉量多。因为软土地基里所包含的水分大多是天然水,因此地基的松散程度就比较大,如果没有及时对其进行相应的处理,那么可能会出现地基下沉的现象,尤其是当出现不均匀沉降时,整个施工过程都会受到影响,最严重的情况就是整个工程项目出现倾斜或者倒塌的情况;③压缩性高,因为软土地基的松散度很大,这也代表着它的压缩性会比其他种类的地基要强。如果施工过程不对其进行适当处理,就可能会出现基坑边坡变形。软土地基的特征一般有以下几个方面:①孔隙比大,由于软土地基松散度高,土粒与土粒之间空隙大,因此孔隙比会比其他种类的土体大;②含水率高,很多沿海或沿河地区地下水丰富,局部降雨量大,导致土体中含有大量的天然水,因此形成软土地基;③压缩性强,由于软土地基的含水率和孔隙比都比一般土体要大,因此其整体的负荷能力较差,在有外部压力进行挤压时,孔隙变小,体内水流出,因此体积会迅速压缩,因此如果在这样不稳定的地基上建设道路或者桥梁的工程,就很可能会造成上部结构的开裂或沉降;④透水性弱,因为软土地基本身体内就含有大量的水分,因此当地基上部有降雨或者养护地基的施水情况发生时,下部无法吸收水分,以致于上部水滞留在土地表面无法排走,形成滞水;⑤抗剪强度弱,地质情况发生变化时会导致断层带或软土层的出现,因此在地基上部承受不均匀的负荷时,很容易产生断裂的现象,并早上上部结构的一定破坏;⑥变动灵敏性强,在地基内含有大量水分及气泡。

3淤泥质软土物理力学性质

淤泥质软土是一个淤泥和淤泥质土的统称,它广泛分布,且性质特殊。它最为突出的特点就是含水量高,因此在作为建筑工程建设的地基时,就表现出不稳定性,因此又被称为软土。在一些专业性文献里就明确规定了淤泥质软土的判定标准,即但凡含水量大雨液限,孔隙比大于15的所有粘性土统称为淤泥;而孔隙比在10~15之间的粘性土就称为淤泥质土,而具体下来的名称需要从粘土颗粒的组成来判定,例如淤泥质粘土、淤泥质亚粘土等等。淤泥质软土最大的物理力学性质的特点就是其孔隙比大且含水量高,渗透性强,易产生变形等等特点。因此在淤泥质软土的分布地区上进行工程建设时,就很容易出现工程性地质灾害,表现在建筑物易产生明显的不均匀沉降,甚至在因滑动变形而造成地基边坡失去稳定性。但可通过室内试验与原位测试相结合的办法来有效勘察土地,判断其土体。具体的土层物理学指标的推荐值如表1所示。

4岩土工程中淤泥质软土地基的主要处理方法

4.1桩基法

对于一些规模不大的中型建筑工程,可以采用打桩,也就是桩基法来处理淤泥土地。当此类工程存在较厚的淤泥土层、不易进行规模化的处理时,可以利用桩基法来加固工程的地基。遇到建筑存在较厚的淤泥土层、不易进行规模化的处理时,可以利用桩基法来加固工程的地基。在进行工程的施工时,可以将土地的厚度控制在7~10m的范围内,可以同时使用桩基法与负载平台的方法对地基进行加固处理,并且应当注意将桩加固在可以保持土力的层面上。

4.2灌浆法

对淤泥质的地基进行灌浆处理时,可以取得比较理想的稳固效果,其主要的方式有使用液压或气压等,将带有固化作用的泥浆浇灌到软地基中,或是将浆液浇灌至位于建筑物和其地基的间隙里。

4.3换土法

对地表浅层时行施工时,经常常用换土法,比方说,可以对处于地表浅层的软土、池塘中的软土、塌陷性的黄土等类似于此种类的土壤。可以对此类型的土壤进行优化结构的施工,具体来说,可以应用自身重量相对来说较轻的架构,应用“U”型桥梁可以取得理想的效果,因为此类型的桥梁平台不但优化上层结构的重量,减轻负荷,也可以稳固基础,所以可将地基基础固定在泥质松软层中的密实土层内,从而可以减轻松软土层的干扰,得到较好的固定效果。因为以上的特征,可以在工程中大力推广其应用到如钢架拱桥等各类桥梁的施工中。同时对于在中小型的建筑进行施工时,可以直接在设计阶段时就将选用比较薄的地板,以扩大地基的基础面积,有效地缓解建筑上层的压力。

4.4排水固结法

在对淤泥软土进行施工时,经常会遇到如何固定及解决建筑物发生下沉的问题,这时可以运用排水固结法来解决。具体来说,可以采用排水和增加压力的方式来应对这一问题。采用排水时,可以按照排水通道的种类来运用塑料式排水或是砂井式排水,使用哪种模式进行排水需要对工程地基的类型进行详细的分析后才可以选定。敲定合适的排水方式后,通过增加压力等手段的辅助,可以将土壤中的水排走,提高了土层的密度,提升了稳固性能。

4.5加筋法

进行建筑施工时,常会遇到土基的有些土方比较松软,可以通过科学的方式向岩土中添加一些有助于提升强度的建筑材料,这样的方法称为加筋。根据种类的不同,将以采用加筋土技术或是土工合成材料等方法。

4.6夯实法

夯实法可以对软土地基取得不错的效果,因为软土地基常常是由一些粉土、砂土或者是饱和度不高的粘土等组成。如以图1所示。夯实法是利用物理的碾压方式将表层土壤压实,通过外因,或是由强烈的夯实力或是较大的冲压力对地基中的土壤产生强烈的外力,这样土基可以被加固。在具体使用夯实法进行施工时,需要将重锤升高到固定的高度,随后是通过它的自由下落,对土壤进行不断的冲压,来增加地基的强度。在大多数的情况下,使用夯实法可以取得1.2m的尝试。同时在具体的施工时,需要时刻检测土基含水份量。只有保证土壤中具备最优的含水份量,才可以取得较为理想所夯实效果。

4.7振实挤密法

遇到软土地基中包含粉土或是松砂等时,可以使用振实挤密法来进行处理。它是借助振密等方式来最大限度地降低土质之间的缝隙,最终来提高土壤的强度,同时还可在振密的施工过程中添加一些如灰土、砾石等材料,形成复合地基,提升了地基的负载能力。具体来说,可以首先在地基中将桩管打入,并向桩管中添加一些材料进行填充。通常情况下,该方法一般对深度达到5~20m的地基效果比较明显。

5结语

综上所述,对淤泥质软土地基进行施工时,由于地基的本身性质会对工程施工产生一定的负面影响,所以在工程的设计与施工阶段,有必要对土壤进行适当的分析,随后选择有效的方法处理,最终实现较好的加固效果,最终满足岩土工程的施工要求。现如今,我国在如何对淤泥质软土地基的加固方面已经取得了有效的经验,但仍有必要继续在这一课题上进行深入研究,进而提供更高水平的质量与安全保证。

参考文献

[1]潘瑞春,黄瑞章,周新年.道路工程软土地基处理方案选择研究进展[J].公路交通科技(应用技术版),2012(10).

[2]黄瑞章,潘瑞春,周新年.抛石挤淤结合强夯置换法在道路软基处理中的应用[J].路基工程,2013(2).

[3]徐学文,杨媛.钉形水泥土双向搅拌桩在软土地基处理中的应用[J].工程建设计,20l3(01).

作者:余洋 单位:中国建筑西南勘察设计研究院有限公司